نیروگاه برق با سوخت زغال سنگ
تاریخچه نیروگاه زغال سنگ
زغال‌سنگ یکی از منابع فسیلی است که نقش مهمی در تامین انرژی در سطح دنیا ایفا می‌کند و پس از نفت خام، با ۳۰ درصد کاربرد بیشترین سهم را در میان حامل‌های اولیه انرژی جهان به خود اختصاص داده است.
اهمیت این حامل انرژی در تولید برق زمانی بیشتر دیده می‌شود که زغال سنگ اصلی‌ترین منبع انرژی نیروگاه های برق است و نزدیک به ۴۰ درصد برق جهان با استفاده از آن تولید می‌شود، اما سهم ایران از این میزان تاکنون صفر بوده است.
نیروگاه‌های زغال‌سنگ به عنوان یکی از قدیمی‌ترین روش‌های تولید انرژی برق در جهان شناخته می‌شوند. استفاده از زغال‌سنگ برای تولید برق از اوایل انقلاب صنعتی در قرن ۱۸ میلادی آغاز شد و نقش کلیدی در تأمین انرژی مورد نیاز برای صنایع، حمل‌ونقل و توسعه شهری ایفا کرد.
اولین نیروگاه زغال سنگ جهان، نیروگاه هلبورن ویاداکت است که تولید برق را از از سال ۱۸۸۲ آغاز کرده بود.
مقایسه سهم نیروگاه زغال سنگ از تولید برق
نگاهی به منابع تولید برق در جهان بیانگر آن است که ۴۵ درصد برق دنیا توسط نیروگاه‌های زغال سنگ و اتمی تولید می‌شود، در حالی که سهم این ۲ نوع نیروگاه در ایران کمی بیشتر از یک درصد است. همین مسئله سبب شده تا اتکای تولید برق ایران با گاز طبیعی افزایش یافته و بحران کمبود گاز در زمستان، صنعت برق کشور را هم به دردسر بیندازد.
ریشه اجبار نیروگاه‌های به سوخت مایع نظیر گازوئیل و مازوت و افزایش آلودگی هوا همزمان با رخداد وارونگی هوا در فصل زمستان نیز در همین مسئله اتکا بیش از اندازه سبد سوخت نیروگاهی به گاز طبیعی نهفته است.
اولین نیروگاه زغال‌سنگ کشور
نیروگاه طبس، نخستین نیروگاه زغال‌سنگ سوز کشور است که در شهرستان طبس استان خراسان‌جنوبی احداث خواهد شد. این نیروگاه با مجموعه ظرفیت ۶۵۰ مگاوات در دو واحد ۳۵۰ مگاواتی از طرح‌های در دست اجرای شرکت مادرتخصصی تولید نیروی برق حرارتی است .مصرف سالانه نیروگاه، ۴ میلیون تن زغال سنگ پیش‌بینی می‌شود.
راندمان این نیروگاه در حالت سیکل ترکیبی حدود ۴۰ درصد که جزو راندمان‌های مطرح در سطح نیروگاه‌های بخاری دنیا است و با ساخت این مجموعه و دست‌یابی به تکنولوژی روز دنیا در زمینه ساخت نیروگاه‌های زغال‌سنگ، امکان استفاده از این تکنولوژی در سایر صنایع کشور نیز به دست خواهد آمد.
نوشته های مشابه
بخش های مختلف نیروگاه زغال سنگ
در شکل بالا اجزای مختلف یک نیروگاه زغال سنگ آورده شده است.
اصلی ترین قسمت های نیروگاه زغال سنگ به ۷ بخش که در زیر به آن اشاره شده است، میباشد:
موارد اشاره شده برای یک نیروگاه ۳۰ مگاواتی میباشد
سیستم بویلر
یکی از قسمت های مهم نیروگاه زغال سنگ بویلر یا همان دیگ بخار است که برای یک نیروگاه ۳۰ مگاواتی،
باید با ظرفیت ۱۳۰ تن بر ساعت باشد که سوخت آن زغال سنگ میباشد. در ضمن باید توجه داشته باشیم که از هر نوع زغال سنگی نمیتوان در نیروگاه استفاده کرد.
در جدول زیر ویژگی ها و اطلاعات بویلر و زغال سنگ آورده شده است:
موارد زیر از اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار هستند که باید در طراحی آنها دقت بالایی باشد:
- کوره با دیواره‌های آبی و لوله‌های دیگ بخار در بخش همرفتی
- اتصالات و شیرآلات دیگ بخار
- سیستم کنترل خودکار منبع آب
- تجهیزات احتراق
- پمپ‌های منبع آب دیگ بخار
- اتاق کنترل موتورها و تابلو ابزار دقیق
برای ذخیره سازی زغال سنگ باید یک محیط مناسب مانند شکل زیر در نظر گرفت.
سیستم توربین
انرژی حرارتی تولید شده از سوختن زغال سنگ در دیگ بخار، نیازمند تبدیل شدن به انرژی مکانیکی دارد که این کار توسط توربین صورت میگیرد.
برای یک نیروگاه ۳۰ مگاواتی، یک توربینی نیازمند است که دور موتور 3000rpm و توان خروجی ۳۰ مگاوات داشته باشد.
ویژگی های سیستم توربین در جدول زیر آورده شده است:
سیستم ژنراتور
برای تولید انرژی الکتریکی نیاز داریم به یک ژنراتور تا انرژی مکانیکی تولید شده توسط توربین را به انرژی الکتریکی تبدیل کنیم.
سیستم ژنراتور باید توسط آّب خنک کاری گردد. سیم پیچی های ژنراتور باید دمای طراحی بالایی داشته باشند تا در اثر حرارت بالا رتور ژنراتور دچار خم نشود. فانکشن های حفاظتی بصورت کامل باید رعایت گردد که چند مورد از این حفاظت ها بصورت جدول آورده شده است:
سیستم انتقال انرژی
جهت انتقال انرژی الکتریکی تولید شده از ژنراتور باید ساز و کار داشته باشیم،این ساز و کار شامل موارد ذیل میباشد:
- ترانسفورماتور
- تابلو قدرت
- کابل کشی
- سیستم ارتینگ
- تابلو کنترل
- سیستم مانیتورینگ
نمونه تجهیزات برای نیروگاه ۳۰ مگاواتی بصورت زیر میباشد:
10kV circuit breaker: 2500A/31.5kA for Generator and User Line;
1250A/31.5kA for Aux.
Loads 10kV power cable: XLPE insulating cable
10kV panel:
۰.4KV panel:
Unit Auxiliary Transformer (UAT): -1250KVA/10, 10.5±۳*۲.۵%/۰.4KV; D/yn-11; Ud%=6% (3 Unit, 1 for backup)
برج خنک کاری
یکی از اصلی ترین قسمت نیروگاه زغال سنگ، بخش خنک کاری آن میباشد.
خنک کاری در نیروگاه توسط برج خنک کاری آب صورت میگیرد.
تصفیه شیمیایی آب
سیستم تصفیه ای باید برای تصفیه آب بویلر انجام پذیرد.
توضیحات این سیستم بصورت زیر میباشد:
Raw water treated by two stage R/O devices and EDI device can achieve water quality of boiler makeup water.
The recovery of first stage R/O device is 70%, and output of first stage R/O device is12.2t/h.
The recovery of second stage R/O device is 80%, and output of second stage R/O device is 11t/h.
The recovery of EDI device is 90%, and output of EDI device is 10t/h.
Supplement water sum of boiler: drainage loss is 2%, steam-water loss is 3%, start up or accident lost is 6%
Biggest supplement water sum is Q=1x130x (0.002+0.003) + 1x130x0.006=14.3m3/h
آماده‌سازی زغال‌سنگ برای استفاده در نیروگاه
زغال‌سنگ تحویل داده شده و در انبار، زغال‌سنگ تخلیه می‌شود.
سپس زغال‌سنگ توسط دستگاه انبارکننده (Coal Stacker) انباشته می‌شود.
لودر و دستگاه انبارکننده زغال‌سنگ را به قیف منتقل می‌کنند.
تغذیه‌کننده ارتعاشی موتوردار که در زیر قیف قرار دارد، زغال‌سنگ را بر اساس ظرفیت از پیش تعیین‌شده به نوار نقاله شماره ۱ منتقل می‌کند.
نوار نقاله شماره ۱ زغال‌سنگ را به برج خردکن منتقل می‌کند، جایی که آهن‌ربای دائمی حذف‌کننده آهن مواد آهنی را از زغال‌سنگ جدا می‌کند.
زغال‌سنگی که از مواد آهنی جدا شده است وارد الک دوار (Rotary Sieve) برای الک شدن می‌شود.
پس از الک شدن:
زغال‌سنگ با اندازه ذرات بزرگ‌تر از ۱۰ میلی‌متر وارد خردکن می‌شود، که اندازه ذرات را از ۱۵۰ میلی‌متر به زیر ۱۰ میلی‌متر کاهش می‌دهد.
زغال‌سنگ با اندازه ذرات کمتر از ۱۰ میلی‌متر مستقیماً وارد شافت شده و همراه با زغال‌سنگ خردشده دیگر روی نوار نقاله شماره ۲ جریان پیدا می‌کند.
نوار نقاله شماره ۳ زغال‌سنگ را به سیلو منتقل می‌کند و تخلیه‌کننده (Plow Discharger) زغال‌سنگ را در مخزن زغال‌سنگ (Coal Bunker) تخلیه می‌کند.
در مقاله سعی کردیم به بیشتر نکات طراحی و احداث نیروگاه زغال سنگ بپردازیم و از دیتا های واقعی برای دید بهتر خواننده مقاله استفاده کنیم. با این حال این تمامی مراحل نیست و نکات فنی گسترده ای دارد.
جهت مشاوره خرید و استعلام قیمت، نصب و راه اندازی، راهنمایی، گارانتی و مشخصات فنی انواع ژنراتور گازی با کارشناسان دیزل صنعت تماس بگیرید. (۳۳۳۵۹۸۱۸ – ۰۴۱ )
